Достижения в мембранных технологиях удаления тяжелых металлов из загрязненной воды: всесторонний обзор

Тяжелые металлы и другие опасные вещества, загрязняющие воду, оказывают вредное воздействие на растения, животных и здоровье человека. Поэтому важно изучать методы извлечения токсичных веществ из загрязненной воды. Удаление минеральных загрязнителей из воды имеет решающее значение для формирования здоровой среды и защиты здоровья людей. Среди существующих методов мембранные технологии особенно эффективны в сокращении загрязнений, в частности тяжелых металлов, в водных системах. Мембранная фильтрация широко исследуется и известна своей высокой эффективностью, хотя стоимость ограничивает ее более широкое применение. Технология обратного осмоса обеспечивает наивысшую эффективность удаления тяжелых металлов в диапазоне от 98,0% до 99,9%. Хотя обратный осмос демонстрирует высокую эксплуатационную эффективность, он требует значительных энергозатрат. Для поддержания устойчивой эффективности обратного осмоса необходимо обеспечить подходящие промежуточные условия. Полимерные мембраны обеспечивают энергоэффективное решение для очистки воды, однако при фильтрации они подвержены загрязнению (фолингу). Мембранный фолинг, широко распространенная проблема всех мембранных технологий очистки воды и сточных вод, представляет собой накопление растворенных или взвешенных частиц на поверхности мембраны или в порах мембраны, что ухудшает ее характеристики. Модификация поверхности мембран — одна из стратегий снижения фолинга и поддержания высокой производительности по воде. Были широко исследованы два основных метода: приращение (графтирование) полимерных цепей на поверхности мембраны и нанесение тонкой пленки на поверхность мембраны. Целями этих модификаций являются повышение устойчивости к фолингу, улучшение селективности и продление срока службы мембран. В настоящей работе всесторонне анализируются результаты различных экспериментов, проведенных за последние два десятилетия, с целью выявления наиболее релевантных процессов мембранной фильтрации для разных профилей загрязнителей.